畢業(yè)設(shè)計(jì)論文具有觸覺功能的機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書Beyeshejishuomingshu地 市： 準(zhǔn)考證號(hào)： 姓 名： 河南省高等教育自學(xué)考試具有觸覺功能的機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要關(guān)鍵詞：機(jī)械手、液壓缸、可編程序控制器（PLC）、壓電傳感器 HAVING TACTILE FUNCTION STRUCTURE DESIGN OF MECHANCAI HANDABSTRACTThis paper briefly introduces the concept of industrial robots, composing and classification of the manipulator, the degrees of free

2、dom manipulator and the coordinate type, the characteristics of pneumatic technology, PLC control characteristics and the domestic and foreign development condition.In this paper, the mechanical hand the overall scheme design, the manipulator to determine the coordinates of the types and degrees of

3、freedom, determine the technical parameters of the manipulator. At the same time, the detailed design of the manipulator clamping type structure of hand; designed the structure of robot wrist, the wrist to calculate the rotation of the driving torque required and a rotary cylinder driving torque; th

4、e design of the manipulator arm structure, design of the telescopic arm.Design of mechanical hand hydraulic system, rendering the manipulator hydraulic system principle diagram. Using programmable controller to control the mechanical hand, the appropriate selection of PLC models, according to the ma

5、nipulator workflow developed programmable controller control scheme, draw the mechanical hand work sequence diagram and ladder diagram, and the preparation of PLC control program.KEY WORDS：Manipulator、Hydraulic cylinder、Programmable controller、Piezoelectric sensor目錄前言1第1章 機(jī)械手概況21.1 搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡況21.2 機(jī)械

6、手的應(yīng)用意義31.3 機(jī)械手的發(fā)展概況31.4 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)41.5 PLC概況及在機(jī)械手中的應(yīng)用5第2章 機(jī)械手機(jī)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)72.1 機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)72.2 機(jī)械手的主要參數(shù)9第3章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93.1 手部設(shè)計(jì)基本要求93.2 典型的手部結(jié)構(gòu)103.3 機(jī)械手手爪的設(shè)計(jì)計(jì)算103.4 手爪的力學(xué)分析103.5 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算123.6 手爪夾持范圍的計(jì)算143.7 機(jī)械手手爪夾持精度的分析計(jì)算15第4章 橫向手臂的設(shè)計(jì)計(jì)算164.1 伸縮臂設(shè)計(jì)基本要求164.2 臂部的結(jié)構(gòu)選擇184.3 手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算194.4 手臂伸縮液壓缸參數(shù)計(jì)算214.5 豎向液壓缸的設(shè)計(jì)

7、說明23第5章 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)23第6章 液壓控制設(shè)計(jì)246.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求246.2 控制流程25第7章 PLC控制設(shè)計(jì)267.1 PLC的構(gòu)成及工作原理267.2 PLC的選擇257.3 程序設(shè)計(jì)287.4 指令表25結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致謝35附錄35前言機(jī)械手：mechanical hand，也被稱為自動(dòng)手auto hand；能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置，它可代替人的繁殖勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機(jī)械手主要有手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制

8、系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持部件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而又多種結(jié)構(gòu)形式，如：夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)功來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被夾持部件的位置和姿勢(shì)，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，成為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需要有六個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)，自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也就越復(fù)雜，一般專用機(jī)械手有2-3個(gè)自由度，機(jī)械手按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡

9、控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。機(jī)械手通常用作機(jī)床和其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等一般沒有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置是由人直接操縱的，如用于原子能部門的操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手，也成為機(jī)械手，機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。 第一章 機(jī)械手概況第二章 機(jī)械手總體方案的設(shè)計(jì)圖2-1 機(jī)械手簡圖圖2-1中工件所處位置為原點(diǎn)位置，根據(jù)課題設(shè)計(jì)的要求：機(jī)械手初始位置在原點(diǎn)位置，每次循環(huán)動(dòng)作都從原點(diǎn)位置開始，完成上升、下降運(yùn)動(dòng)，左移、右移運(yùn)動(dòng)和夾緊、放松動(dòng)作和位置控制，并能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作和

10、自動(dòng)操作方式。當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)位置下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，左傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)光電開關(guān)檢測(cè)到物品后，左傳送帶停止運(yùn)行根據(jù)分析可得出機(jī)械手的工作流程圖，如圖2-2所示?？梢?，實(shí)現(xiàn)要求功能需要如下條件：(1)底座與橫梁之間需要旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動(dòng)由電機(jī)來完成，普通電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，需要考慮安裝減速機(jī)，在這種頻繁啟動(dòng)制動(dòng)的場合下，選用直流步進(jìn)電機(jī)會(huì)更方便。上限延時(shí)工件下限圖2-2 機(jī)械手工作流程圖(2)橫梁在普通情況下，長度是固定的，如果工作臺(tái)不進(jìn)行調(diào)整，橫梁長度可永遠(yuǎn)不變。(3)豎直方向上是頻繁上下工作的機(jī)構(gòu)，可選用電機(jī)傳動(dòng)的齒輪齒條嚙合機(jī)構(gòu)，也可選用執(zhí)行氣缸，后者是新技術(shù)更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、噪音低，也更符合課題要

11、求。(4)抓緊機(jī)構(gòu)也可選用氣動(dòng)執(zhí)行爪和執(zhí)行氣缸并用組成氣動(dòng)執(zhí)行模塊根據(jù)以上分析，機(jī)械構(gòu)造方案基本固定。整個(gè)機(jī)械手一共用到三個(gè)氣缸，橫梁長氣缸進(jìn)行橫向移動(dòng)，執(zhí)行氣爪進(jìn)行夾持與放松、豎導(dǎo)桿氣缸執(zhí)行升降運(yùn)動(dòng)。1、主參數(shù)機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，目前機(jī)械手最大抓重以10公斤左右的為數(shù)最多。故該機(jī)械手主參數(shù)定為3公斤，高速動(dòng)作時(shí)抓重減半。2、基本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對(duì)機(jī)械手速度提出了要求，設(shè)計(jì)速度過低限制了它的使用范圍。而影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。該機(jī)械手最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為1.2cm/s，最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)為90/s，平均移動(dòng)速度為50mm/s，平

12、均回轉(zhuǎn)速度為45/s。機(jī)械手動(dòng)作時(shí)有啟動(dòng)、停止過程的加、減速度存在，用速度行程曲線來說明速度特性較為全面，因?yàn)槠骄俣扰c行程有關(guān)，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運(yùn)動(dòng)速度以外，手臂設(shè)計(jì)的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。大部分機(jī)械手設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動(dòng)操作的空間。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動(dòng)傳送裝置為好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和比較，該機(jī)械手手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為1500mm，手臂安裝前后可調(diào)200mm。手臂回轉(zhuǎn)行程范圍定為2400(應(yīng)大于180否則需安裝多只手臂)。手臂升降行程定為150mm。定位精度

13、也是基本參數(shù)之一。該機(jī)械手的定位精度為土0.5lmm。第三章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 手部設(shè)計(jì)基本要求1. 手部應(yīng)有足夠的夾緊力，為使手指牢靠的夾緊工件，除考慮夾持工件的重力外，還應(yīng)考慮工件在傳送過程中的動(dòng)載荷。2. 手部應(yīng)有一定的開閉范圍。其大小不僅與工件的尺寸有關(guān)，而且應(yīng)注意手部接近工件的運(yùn)動(dòng)路線及其方位的影響。3. 應(yīng)能保證工件在手部準(zhǔn)確定位。4. 結(jié)構(gòu)盡量緊湊重量輕，以利于腕部和臂部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5. 根據(jù)應(yīng)用條件考慮通用性。3.2 典型的手部結(jié)構(gòu)1. 回轉(zhuǎn)型 包括滑槽杠桿式和連桿杠桿式兩種。2. 移動(dòng)型 移動(dòng)型即兩手指相對(duì)支座作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3.平面平移型。3.3機(jī)械手手抓的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)是設(shè)

14、計(jì)平動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，考慮到所要達(dá)到的原始參數(shù)：手抓張合角=，夾取重量為3Kg。常用的工業(yè)機(jī)械手手部,按握持工件的原理,分為夾持和吸附兩大類。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。本設(shè)計(jì)機(jī)械手采用夾持式手指,夾持式機(jī)械手按運(yùn)動(dòng)形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動(dòng),這種手指結(jié)構(gòu)簡單, 適于夾持平板方料, 且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置, 其理論夾持誤差零。若采用典型的平移型手指, 驅(qū)動(dòng)力需加在手指移動(dòng)方向上,這樣會(huì)使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。 通過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇二指回轉(zhuǎn)型手抓，采用滑槽杠桿這

15、種結(jié)構(gòu)方式。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下機(jī)械手手抓閉合，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而機(jī)械手手指張開。3.4手抓的力學(xué)分析下面對(duì)其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：滑槽杠桿 圖3-1（a）為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。圖3-1 滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)、受力分析 1手指 2銷軸 3杠桿在杠桿3的作用下，銷軸2向上的拉力為F，并通過銷軸中心O點(diǎn)，兩手指1的滑槽對(duì)銷軸的反作用力為F1和F2，其力的方向垂直于滑槽的中心線001和002并指向0點(diǎn)，交F1和F2的延長線于A及B。由Fx =0 得 F1=F2 Fy=0 得 由=0 得h F= 式中 a手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對(duì)稱中心的距離（mm）. 工件被夾緊時(shí)手

16、指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角。由分析可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力一定時(shí)，角增大，則握力也隨之增大，但角過大會(huì)導(dǎo)致拉桿行程過大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好= 。3.5 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)。必須對(duì)大小、方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。一般來說，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。 手指對(duì)工件的夾緊力可按公式計(jì)算： 式中 K1安全系數(shù)，通常1.2 - 2.0； K2工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響?？山瓢聪率焦榔渲衋為重力方向的最大上升加速度；即： 運(yùn)載時(shí)工件最大上升速度 系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間，一般選取0

17、.3 - 2sK3方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進(jìn)行選定，手指與工件位置：手指水平放置 工件垂直放置；手指與工件形狀：型指端夾持圓柱型工件，為摩擦系數(shù)，為型手指半角，此處粗略計(jì)算.表3-1 液壓缸的工作壓力作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa小于500050000以上表3-1計(jì)算：設(shè)a=100mm,b=500mm,;機(jī)械手達(dá)到最高響應(yīng)時(shí)間為2s，求夾緊力和驅(qū)動(dòng)力和 驅(qū)動(dòng)液壓缸的尺寸。設(shè)K1=1.5 =1.02 K3=4 根據(jù)公式，將已知條件帶入： =1.5x1.02x4x3x9.8=177.75N 取整為：177N （2）

18、根據(jù)驅(qū)動(dòng)力公式得：根據(jù)驅(qū)動(dòng)力和夾緊力之間的關(guān)系式：式中：c滾子至銷軸之間的距離；b爪至銷軸之間的距離；楔塊的傾斜角可得，得出為理論計(jì)算值，實(shí)際采取的液壓缸驅(qū)動(dòng)力要大于理論計(jì)算值，考慮手爪的機(jī)械效率，一般取0.80.9，此處取0.88，則： ，取 （3）取 F實(shí)際= F計(jì)算/= 40.5/0.85=50N （4）確定液壓缸的直徑D 選取活塞桿直徑d=0.5D,選擇液壓缸壓力油工作壓力P=0.8MPa, 2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250液壓缸的內(nèi)徑系列（JB826-66）（mm）根據(jù)表（JB826-66），選取液壓

19、缸內(nèi)徑為：D=63mm則活塞桿內(nèi)徑為:D=630.5=31.5mm，選取d=32mm3.6 手抓夾持范圍的計(jì)算為了保證手抓張開角為，活塞桿運(yùn)動(dòng)長度為34mm。手抓夾持范圍，手指長100mm,當(dāng)手抓沒有張開角的時(shí)候，如圖3-3（a）所示，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的最小夾持半徑mm，當(dāng)張開時(shí)，如圖3-3（b）所示，最大夾持半徑計(jì)算如下： mm機(jī)械手的夾持半徑從40-90mm圖3-3手抓張開示意圖機(jī)械手的精度設(shè)計(jì)要求工件定位準(zhǔn)確,抓取精度高,重復(fù)定位精度和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好,并有足夠的抓取能力。機(jī)械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機(jī)械手的定位精度（由臂部和腕部等運(yùn)動(dòng)部件來決定），而且也于機(jī)械手夾

20、持誤差大小有關(guān)。特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，一定進(jìn)行機(jī)械手的夾持誤差。圖3-4 手抓夾持誤差分析示意圖圖3-4 手抓夾持誤差分析示意圖該設(shè)計(jì)以棒料來分析機(jī)械手的夾持誤差精度。機(jī)械手的夾持范圍為80mm180mm。一般夾持誤差不超過1mm,分析如下：工件的平均半徑：手指長,取V型夾角偏轉(zhuǎn)角按最佳偏轉(zhuǎn)角確定：計(jì)算 當(dāng)S時(shí)帶入有：夾持誤差滿足設(shè)計(jì)要求。第四章 橫向手臂的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1伸縮臂設(shè)計(jì)基本要求設(shè)計(jì)機(jī)械手伸縮臂，底板固定在大臂上，前端法蘭安裝豎向油缸和機(jī)械手，完成直線伸縮動(dòng)作。（1）功能性的要求機(jī)械手伸縮臂安裝在大臂上，按控制系統(tǒng)的指令，完成工件的自動(dòng)換

21、位工作。伸縮要平穩(wěn)靈活，動(dòng)作快捷，定位準(zhǔn)確，工作協(xié)調(diào)。（2）適應(yīng)性的要求為便于調(diào)整，適應(yīng)工件大小不同的要求，起止位置要方便調(diào)整，要求設(shè)置可調(diào)式定位機(jī)構(gòu)。為了控制慣性力，減少運(yùn)動(dòng)沖擊，動(dòng)力的大小要能與負(fù)載大小相適應(yīng)，如步進(jìn)電機(jī)通過程序設(shè)計(jì)改變運(yùn)動(dòng)速度，力矩電機(jī)通過調(diào)整工作電壓，改變堵力矩的大小，達(dá)到工作平穩(wěn)、動(dòng)作快捷、定位準(zhǔn)確的要求。（3）可靠性的要求可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下，在預(yù)定使用壽命期內(nèi)能完成規(guī)定功能的概率。工業(yè)機(jī)械手可自動(dòng)完成預(yù)定工作，廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，因此要求機(jī)械手工作必須可靠。設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行可靠性分析。（4）壽命的要求產(chǎn)品壽命是產(chǎn)品正常使用時(shí)因磨損而使性能下降在允許范

22、圍內(nèi)而且無需大修的連續(xù)工作期限。設(shè)計(jì)中要考慮采取減少摩擦和磨損的措施，如：選擇耐磨材料、采取潤滑措施、合理設(shè)計(jì)零件的形面等。因各零部件難以設(shè)計(jì)成相等壽命，所以易磨損的零件要便于更換。（5）經(jīng)濟(jì)的要求機(jī)械產(chǎn)品設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性包括設(shè)計(jì)制造的經(jīng)濟(jì)性和使用的經(jīng)濟(jì)性。機(jī)械產(chǎn)品的制造成本構(gòu)成中材料費(fèi)、加工費(fèi)占有很大的比重，設(shè)計(jì)時(shí)必須給予充分注意。將機(jī)械設(shè)計(jì)課程中學(xué)到的基本設(shè)計(jì)思想貫穿到設(shè)計(jì)中。（6）人機(jī)工程學(xué)的要求人機(jī)工程學(xué)也稱為技術(shù)美學(xué)，包括操作方便宜人，調(diào)節(jié)省力有效，照明適度，顯示清晰，造型美觀，色彩和諧，維護(hù)保養(yǎng)容易等。本設(shè)計(jì)中要充分考慮外形設(shè)計(jì)，各調(diào)整環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要方便人體接近，方便工具的使用。（7）安

23、全保護(hù)和自動(dòng)報(bào)警的要求按規(guī)范要求，采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，確保操作人員的人身安全，這是任何設(shè)計(jì)都必須考慮的，是必不可少的。在程序設(shè)計(jì)中要考慮因故障造成的突然工作中斷，如機(jī)構(gòu)卡死、工件不到位、突然斷電等情況，要設(shè)置報(bào)警裝置。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）伸縮長度：300mm；（2）單方向伸縮時(shí)間：1.52.5S；（3）定位誤差：要有定位措施，定位誤差小于2mm；（4）前端安裝豎向油缸和機(jī)械手，伸縮終點(diǎn)無剛性沖擊；4.2 臂部的結(jié)構(gòu)選擇常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)由以下五種：1）雙導(dǎo)向桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)手臂的伸縮缸安裝在兩根導(dǎo)向桿之間，由導(dǎo)向桿承受彎曲作用，活塞桿均受拉壓，故受力簡單傳動(dòng)平穩(wěn)。2）雙層液壓缸空心活塞桿單桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)其

24、特點(diǎn)是工作液壓缸容積小、運(yùn)動(dòng)速度快、外形整齊、活塞桿直徑大、增加手臂剛性。3）采用花鍵套導(dǎo)向的手臂升降機(jī)構(gòu)內(nèi)部導(dǎo)向，活塞桿直徑大、剛度大、傳動(dòng)平穩(wěn)，花鍵軸端部的定位裝置值得注意，必須保證手臂安裝在正確的初始設(shè)計(jì)位置上。 4）雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)活塞桿速度先慢后快，是用短液壓缸實(shí)現(xiàn)大行程的結(jié)構(gòu)。5）活塞桿和齒輪齒條機(jī)構(gòu)手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與手臂聯(lián)接的齒輪做往復(fù)回轉(zhuǎn)而使手臂左右擺動(dòng)。通過以上，綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇雙導(dǎo)向桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)，使用液壓驅(qū)動(dòng),液壓缸選取雙作用液壓缸。4.3 手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力計(jì)算伸縮液壓缸活塞驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算公式為：式中 手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)，為運(yùn)動(dòng)件表面間

25、的摩擦阻力。 密封裝置處的摩擦阻力。液壓缸回油腔低壓油液所造成的摩擦阻力。啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，活塞桿所受平均慣性力。（1）的計(jì)算經(jīng)計(jì)算 式中 參與運(yùn)動(dòng)的零部件所受的總重量。手臂參與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐前端的距離導(dǎo)向支撐的長度當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面形狀有關(guān)。對(duì)于圓柱面：摩擦系數(shù)，對(duì)于靜摩擦且無潤滑時(shí)：鋼對(duì)青銅：取鋼對(duì)鑄鐵：取計(jì)算：導(dǎo)向桿的材料選擇鋼，導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵，,導(dǎo)向支撐，帶入數(shù)據(jù)得：（2）的計(jì)算經(jīng)計(jì)算 式中 由靜止加速到常速的變化量。 啟動(dòng)過程時(shí)間，一般取。手臂啟動(dòng)速度，啟動(dòng)時(shí)間，帶入數(shù)據(jù)得：（3）的計(jì)算不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計(jì)中，采用型密封圈，當(dāng)液壓缸工作壓力小于時(shí)，液壓缸密封處的總的摩擦阻力為： （4）的計(jì)算一般背壓阻力較小，為了計(jì)算方便，將其省略。經(jīng)過以上分析計(jì)算，液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為：所以手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力 4.4 手臂伸縮液壓缸參數(shù)計(jì)算經(jīng)過上面計(jì)算，確定了液壓缸的驅(qū)動(dòng)力F=4100，因此選擇液壓缸的工作壓力。（1）液壓缸內(nèi)徑計(jì)算圖4-1 雙作用液壓缸示意圖當(dāng)油進(jìn)入無桿腔： 當(dāng)油進(jìn)入油桿腔： 所以 （無桿腔） (有桿腔)式中 手臂伸縮液壓缸驅(qū)動(dòng)力 液壓缸內(nèi)徑 活塞桿直徑 液壓缸機(jī)械效率，在工程機(jī)械中用耐油橡膠可取 液壓缸的工作壓力帶入數(shù)據(jù)得： 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑